隔膜是锂离子电池(LIBs)的关键组成部分,能够防止内部短路,缓解热失控,并影响倍率性能和循环性能。
然而,当前的聚烯烃隔膜存在一些局限性,例如热收缩性高、润湿性相对较差以及长期稳定性不足,这些问题影响了在电动汽车等关键应用中的安全性和循环寿命。
基于此,2025年3月26日,密歇根州立大学方成成等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《Lignin-Based Separators for Lithium-Ion Batteries via a Dry Fibrillation Method》的研究论文。
在此,作者展示了一种单层木质素基超薄隔膜(厚度仅为15微米),它具有卓越的固有热稳定性和循环性能。
这种隔膜采用木质磺酸盐制备而成,木质磺酸盐是一种从化学制浆和生物炼制过程中产生的天然聚合物副产品。
通过采用干法纤维化方法,该工艺实现了低能耗和100%的原材料转化率,突出了其可扩展性和可持续性。
界面研究表明,石墨||NMC811和Si-Gr||NMC811电池中循环性能的提升可归因于木质磺酸盐中丰富的磺酸基团,这些基团促进了在正极和负极中形成低电阻的富含硫的正极/固体电解质界面(CEI/SEI)。
这种木质素基隔膜的高热稳定性、制备可行性、电池性能和低成本为开发下一代高性能LIB单层功能隔膜提供了新的思路。
Lignin-Based Separators for Lithium-Ion Batteries via a Dry Fibrillation Method,Advanced Materials,2025.https://doi.org/10.1002/adma.202419694
